立體倉庫系統(tǒng)硬件與軟件的設計(編輯修改稿)
2025-07-27 09:10 本頁面
【文章內容簡介】 論證了自動化立體倉庫的設計方案，包括模塊組成，以及各個模塊在系統(tǒng)中的功能，還提出了在設計中出現(xiàn)的問題并給出解決方案。3）第三章對立體倉庫系統(tǒng)的作了硬件設計，并通過立體倉庫模型的來設計實現(xiàn)，分析了組成各模塊的元器件，包括步進電機、直流電機、傳送桿、電源模塊等，并對這些硬件的工作原理和功能進行說明。4)第四章進行了對自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的軟件設計，包括所采用的PLC控制器、PLC編程軟件、PLC與各模塊間的連接、程序流程圖以及PLC程序的詳細闡述，其中包括手動控制和自動控制、取貨物、送貨物、狀態(tài)顯示等程序。5)第五章設計了一個立體倉庫的實時監(jiān)控系統(tǒng)，采用組態(tài)王軟件，實現(xiàn)了此監(jiān)控系統(tǒng)的功能，并提出優(yōu)化和完善措施。6)第六章通過立體倉庫模型以及監(jiān)控系統(tǒng)的操作運行進行結果分析，驗證了設計的可行性。第2章 立體倉庫設計方案本文所設計的立體倉庫系統(tǒng)主要由人機接口界面、控制裝置、驅動模塊、電機制動裝置、機械部件和倉位模塊所構成，它們之間的關系如圖1所示。圖1 立體倉庫系統(tǒng)模塊操作人員通過人機接口界面，對立體倉庫輸入命令，比如將貨物送到某一倉位，人機接口界面將這一命令傳送給控制裝置，控制裝置會根據這一命令作出簡單判斷，即執(zhí)行還是不執(zhí)行，比如該倉位已滿，那么將不予執(zhí)行，所以控制裝置會首先去接受來自倉位模塊的反饋信息，如果該倉位未被占據，則控制裝置接收到這一信息后將會調用執(zhí)行該命令的相應程序并執(zhí)行，以此來控制和它相連的驅動模塊，驅動模塊的作用是去驅動電機制動裝置，通過電機制動裝置的運作會帶動相應的機械部件，機械部件將會把貨物運送到合適的倉位，或是從合適的倉位中取出貨物，以此來實現(xiàn)操作人員取送貨物的目的。人機接口界面主要指的是由人來進行機械或設備操作的平臺，在立體倉庫中，人機接口界面承擔了操作人員控制立體倉庫正常運行的作用。操作人員通過人機接口界面可以向立體倉庫發(fā)出操作命令，這其中包括：貨物的出入庫方式以及存放的倉庫位置編號。另外為了讓操作人員能更清楚地看到所選倉位編號，在人機界面上還可加入倉位編號以及當前狀態(tài)顯示。在對控制裝置的設計中，可以利用可編程控制器（PLC），因為PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置，采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程[8]。因此可以在PLC控制器寫入用以控制立體倉庫工作的程序，包括初始化程序、貨物出入庫程序、狀態(tài)顯示程序等等。當控制器接收到來自人機接口界面的命令之后，就可以做出邏輯判斷是否相應，然后調用事先設定好的程序執(zhí)行。驅動模塊的信號主要由控制模塊輸入，作用是驅動相應的電機制動裝置工作，并起到電路保護的作用，即過壓、過流保護。電機制動裝置主要用于帶動后續(xù)的機械部件運動，機械部件的運動目的就是為了將貨物移動到適當?shù)奈恢茫鴻C械部件本身沒有動力，因此需要依靠電機制動裝置來帶動它的運動。要將貨物從起始位置運送到倉庫中或是從倉庫中取出到起始位置，這個過程中對于動作方面主要考慮三個問題：取——移——放。取，即從某一個地點取下貨物的動作，可以是在起始位置取貨物準備存放，也可以在某一個倉位取貨物。移，即是將貨物轉移到指定的位置，可以是移動到起始平臺，也可以是各個倉位中，所以在這個過程中能夠做到準確的定位是非常重要的。放，即是將轉移到指定地點的貨物放下的動作，可以是放在起始位置，也可以是放在某一個倉位中。倉位模塊一般可以設計成框架結構，在材料的選取上應選用比較堅固的材質，比如鋼質或鐵質材料，在外形的設計上最好是比較整齊的排列，比如最常用的是陣列式結構，如NM型倉位，即橫向N排倉位和縱向M列倉位整齊排列，這樣比較有利于對貨物移送定位的控制。同時在每一個倉位的設計上應考慮到倉位當前狀態(tài)信息的傳遞，比如倉位是否已經存有貨物，否則如果向已滿的倉位再送入貨物會導致倉庫的運行發(fā)生錯誤或損壞貨物以及倉庫的硬件設備。立體倉庫系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)貨物的出入庫操作，本文設計的立體倉庫可以實現(xiàn)下面一系列功能：1）將倉位中的貨物送到指定位置2）將某一指定位置的貨物取出3）自動將某一位置的貨物送到另一位置4）將起始位置的貨物送到任意位置5）從任意位置取回貨物放至起始位6）能夠實現(xiàn)低速啟動—變速運行—低速停止的功能，即X、Y、Z方向上的極限保護7）各倉位狀態(tài)的掃描檢測立體倉庫的功能比較多，因此結構也相對比較復雜，在考慮對立體倉庫的設計中有以下幾個問題需要解決。1）在貨物的傳送過程中如何做到精確而快速定位。2）在PLC控制器接受到操作命令時如何判斷是否應該響應。3）在傳送平臺到達貨物倉位后應如何進行貨物出入庫作業(yè)。4）對于傳送平臺在各個方向的移動如何實施保護措施。1）在貨物的傳送過程中要實現(xiàn)精準定位的最好方法就是采用坐標定位法。可以把貨
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